成員硫化單胞菌屬即使沒有其他食物來源,一群細菌也找到了在海底煙霧繚繞的羽流中繁衍生息的方法。這些細菌的基因組非常適合生活在對其親屬而言過於富氧的環境中。這些羽流可能在深處有對應物和內海;從理論上講,那裡的生命可能存在建立在與這些類似的生物體之上的食物鏈。
在在深海邊界,熱礦物質從熱液噴口噴入水中。生活在這裡的生物體從釋放的化學物質中獲取能量,而不是從太陽中獲取能量。自發現以來,人們對噴口的直接周圍進行了深入的研究,但上升數百公尺的巨大羽流卻相對被忽略了。
在 一篇新論文,馬克斯普朗克海洋微生物研究所的研究人員展示了該屬的成員硫化單胞菌屬可以氧化羽流中的氫氣和其他氣體,即使在氧氣充足的情況下也能存活。
顧名思義,硫單胞菌屬最著名的物種從硫化物中獲取能量。在調查之前馬西米拉諾·莫拉里博士和合著者,人們只在低氧環境中發現了這種現象,例如熱液噴口附近。然而,在羽狀物中也發現了它們基因的痕跡。
「人們認為它們是從與海底噴口相關的環境中衝到那裡的。但我們想知道這些羽流是否真的適合某些成員的環境硫化單胞菌屬集團”,莫拉里在一份聲明中說道。陳述。
研究人員承擔了在北冰洋和南大西洋海面以下 2,500 公尺(8,202 英尺)深處對羽流進行採樣的艱鉅任務,常常不得不躲避在此過程中。他們發現了一個新物種並命名為U硫單胞菌筆(U表示它尚未成功培養,考慮到其原生環境與實驗室之間的差異,這並不奇怪)。
S.彭與該屬的其他成員不同的是,即使它不喜歡氧氣,它也能耐受氧氣,並使用氫氣作為能源。人們懷疑它是從居住在靠近通風口的祖先進化而來的。進化到在可以傳播數千公里的羽流中佔據(並繁衍生息)將是在世界範圍內擴散的好方法。
加克爾山脊(北極中部)的極光熱液噴口(紅色箭頭)。水下攝影系統 OFOS 拍攝到的煙囪(右側黃橙色結構)用於尋找通風口,以便從羽流中採集樣本。圖片來源:郵輪報告。
正如植物和作為陽光照射的生態系中的初級生產者,將光子轉化為動物或真菌可以利用的各種能量,硫化單胞菌屬可以用氫做類似的事情。在幾乎沒有生物材料從地表掉落的地區,硫化單胞菌屬可以代表食物網的基礎。
從地表以下 4,000 公尺的噴口取樣(例如 Gakkel Ridge 的噴口)已經夠困難的了。當你必須在冰流中航行時就更困難了,就像極星研究船在格陵蘭冰層中所做的那樣。圖片來源:阿爾弗雷德·韋格納研究所 / Stefanie Arndt。
有理由懷疑氫是第一個來源,早在任何東西都複雜到足以進行光合作用之前。大多數行星氫與其他元素結合或逃逸到太空中 - 但作為宇宙中最豐富的元素,分子痕跡可能會出現在意想不到的地方,包括。因此,類似的生物體很可能對其他世界的生命也至關重要。
克里斯·日耳曼博士沒有參與這項研究的伍茲霍爾海洋研究所的教授告訴我們太空網這一發現“消除了我們想像太陽係其他地方可能出現類似事物的能力的智力障礙。”
“顯然,他們在寒冷、氧飽和且富含氫的熱液羽流中找到了生態位”,莫拉里說; 「這意味著我們必須重新思考我們對生態角色的看法硫化單胞菌屬在深海中——它們可能比我們之前想像的要重要得多。
該研究發表在期刊上自然微生物學